一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层及其施工方法

摘要

本发明属于钢管抗滑桩防护技术领域，具体涉及到一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层及其施工方法；克服现有防腐涂层防护和电化学保护存在的诸多问题，本方案包括浇筑于滑坡体和滑床上的混凝土芯桩，在混凝土芯桩上设有钢管，所述钢管上由内至外依次设有纤维混凝土保护层、高分子波纹管和注浆体。具体施工包括：机械成孔或者挖孔，并检查孔深；吊装钢管，定位并临时固定；安装高分子波纹管；安装定位支架并展开；浇筑混凝土芯桩；浇筑纤维混凝土保护层；浇筑注浆体。本发明提供的大直径钢管抗滑桩防腐保护层的技术可在具有较强腐蚀性的场地采用，也可在地下水位较高的地区使用，可以克服钢管抗滑桩耐腐蚀性差的问题，提高其耐久性和服役性能。

说明书

技术领域

本发明属于钢管抗滑桩防护技术领域，具体涉及到一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层及其施工方法。

背景技术

我国地貌多样，地形起伏差异大，随着经济社会的发展，基础建设也在快速推进，在山区和丘陵地区各类工程设施建设逐渐增多，如新建各等级公路、铁路，大型水库、矿产资源开采等。随着工程建设和人类活动的增加，各种类型的滑坡也在发生，尤其在降雨丰富的山地地区，滑坡灾害更加频繁，滑坡事故造成的财产损失和人员伤亡也非常严重，同时滑坡还会影响到公路和铁路的运行，所以有必要对处于不稳定状态的山坡进行工程加固处理，并采取一定的抗滑措施。抗滑桩作为一种最常用、且最有效的加固手段，得到了广泛应用，抗滑桩是一种水平受荷桩，其穿过滑动面深入于滑床，用以支挡滑体的下滑，起稳定坡体的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，抗滑桩对滑坡体的作用，是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定的地层中，利用滑面以下稳定岩土体的嵌固作用来平衡滑坡体的下滑推力，增加其稳定性，当滑坡体下滑时由于受到抗滑桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。

大直径钢管抗滑桩桩作为一种新型支挡结构，近年来在滑坡应急抢险及处治加固中得到广泛应用。与钢筋混凝土抗滑桩相比，钢管刚度大承载力高，场地适应性好、桩位布置灵活、施工质量易于保证，桩径桩长规格多，设计较为灵活、对岩土体扰动小、运输方便施工速度较快，绿色环保，经济效果好等优势。目前在滑坡抢险及处治中常用的钢管桩，其直径约为200～1000mm，壁厚6～15mm。该支挡结构通过潜孔钻机成孔后插入钢管桩，然后在钢管桩内灌入混凝土，钢管与土体之间注入纤维混凝土或者水泥砂浆，水泥浆液向钢管桩周边的土体渗透、扩散，可以提高周围岩土体的整体强度，形成支挡抗滑能力。钢管抗滑桩主要用于滑坡的支护，由于抗滑桩绝大数位于地下，在土壤和地下水条件下钢管桩极易受到腐蚀，普通钢管抗滑桩的腐蚀问题比较突出，因此采取有效措施保护钢管桩免受土壤及地下水的腐蚀就很重要。

目前，对于地下钢结构的防护主要方法有：设置混凝土保护层，防腐涂层防护及电化学防护。钢筋混凝土结构中保护层的研究和应用比较多，在钢结构及组合结构中保护层的设置还有待研究。

防腐涂层防护是国内外普遍采用的做法，但防腐涂层的耐久性较差，时效期不长，对于抗滑桩此类地下结构不是很适用；同时重防腐涂层对表面处理以及施工质量要求较高，现场修复很难保证施工质量，达不到地下环境的预期效果。电化学防护需要可靠外部电源或者牺牲阳极材料，对日常维护管理要求较高，并且在高电阻环境和有杂散电流场地不宜使用。

发明内容

为了克服现有防腐涂层防护存在耐久性以及施工难度大的问题，本发明提供了一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层及其施工方法，本发明提供的大直径钢管抗滑桩防腐保护层的技术可在具有较强腐蚀性的场地采用，也可在地下水位较高的地区使用，可以克服钢管抗滑桩耐腐蚀性差的问题，提高其耐久性和服役性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下所述：

一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层，包括浇筑于滑坡体7和滑床8上的混凝土芯桩1，在混凝土芯桩1上设有钢管2，其特征在于：所述钢管2上由内至外依次设有纤维混凝土保护层3、高分子波纹管4和注浆体5。

所述纤维混凝土保护层3由细石纤维混凝土浇筑而成，其中添加有钢纤维。

所述高分子波纹管4直径大于钢管2直径4～10cm，高分子波纹管4与钢管2的直径差为纤维混凝土保护层3的厚度。

所述注浆体5所用水泥浆包括水泥、细骨料、减水剂、膨胀剂和水。

所述纤维混凝土保护层3内设置有若干均匀布置的定位支架6。

本发明的另一目的是提供一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层施工方法，其特征在于：包括

步骤一：机械成孔或者挖孔，并检查孔深；

步骤二：吊装钢管2，定位并临时固定；

步骤三：安装高分子波纹管4；

步骤四：安装定位支架6并展开；

步骤五：浇筑混凝土芯桩1；

步骤六：浇筑纤维混凝土保护层3；

步骤七：浇筑注浆体5。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供钢管抗滑桩防腐保护层技术方案，克服了防腐涂层防护法和电化学保护法的诸多缺陷，本方案更加适合设置在土壤的钢管桩，其施工简单，性能可靠。

2、设置高分子波纹管可以确保纤维混凝土的厚度，消除在浇筑保护层的过程因为塌孔或者土块掉落造成的保护层厚度不满足要求，局部保护层缺失以及其他质量问题。并且高分子波纹管可隔离地下水，避免具有腐蚀性的水和土壤内保护层混凝土的腐蚀作用，延长钢管抗滑桩的使用时间，提高其服役性能。

3、定位支架在钢管和波纹管安装定位完成后再吊装，检查合格后拔出定位销，其可以解决大直径波纹管安装和定位难题。

4、波纹管外注浆体在压力作用下可以向桩周土体渗透、扩散，胶结岩土体，提高周围岩土体的整体强度，提高桩体支挡能力，并且可以进一步减小地下水等介质对钢管桩的腐蚀。

附图说明

图1为本发明施工位置示意图；

图2为本发明大直径钢管抗滑桩防腐保护层俯视图；

图3为本发明大直径钢管抗滑桩防腐保护层剖面图；

图4为本发明定位支架示意图；

图中所示：混凝土芯桩1、钢管2、纤维混凝土保护层3、高分子波纹管4、注浆体5、定位支架6、滑坡体7、滑床8。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案：

实施例1

本发明提供了一种大直径钢管抗滑桩防腐保护层及其施工方法，包括混凝土芯桩1，在混凝土芯桩1外依次设置有钢管2、纤维混凝土保护层3、高分子波纹管4和注浆体5。

混凝土芯桩1的材料强度等级，钢管2的壁厚和直径根据处治工程的具体情况确定，需满足设计的承载力要求。

纤维混凝土保护层3由细石纤维混凝土浇筑而成，其中添加钢纤维减小裂缝产生提高保护层的工作性能。

高分子波纹管4直径大于钢管桩直径4～10cm，二者直径差即为纤维混凝土保护层厚度，具体直径由工程的安全等级、场地的腐蚀性和钢管桩的直径决定。

注浆体5所用水泥浆包括水泥、细骨料、减水剂、膨胀剂和水。

纤维混凝土保护层3内设置有若干均匀布置的定位支架6。定位支架6在安装前压缩钢环并用插销固定，减小其直径保证波纹管顺利安装，在高分子波纹管4顺利安装到位后，移除插销钢环弹开后即可固定高分子波纹管4位置。每一组定位支架6为四个压缩钢环，并均匀分布在圆周上，定位支架的压缩钢环垂直距离为200cm。压缩钢环由弹性较好的薄弹簧钢钢带制作而成。

大直径钢管抗滑桩防腐保护层的施工步骤为：

1.机械成孔或者挖孔，并检查孔深。钻孔方式和设备的选择结合施工效率、施工条件以及地质环境等因素进行综合考虑。钻孔定位就是在场地平整之后，在施工图纸的基础上，采用相应测量仪器对钻孔的位置进行事先定位，并用钢管铺设排架进行定位。在钻孔的过程中，应保证成孔的质量，对钻孔的成孔质量包括孔径、孔深、钻孔倾斜度进行控制，同时还应注意当孔壁稳定性较差时，可能发生塌孔现象应做好相应的应对措施准备。

2.吊装钢管2，定位并临时固定。按设计要求对钢管进行验收，钢管2用起重机吊起，吊入桩孔就位，起吊时防止钢管变形，注意不得碰撞孔壁。如钢管太长时，可分段起吊，在孔口进行垂直焊接并检查焊缝质量；吊装到位后测量钢管的垂直度合格后进行临时固定。

3.安装高分子波纹管4,吊装前严格检查波纹管质量，保证无破损无变形，波纹管设置高度可以根据设计确定。

4.安装定位支架6并展开，定位支架6在安装前压缩钢环并用插销固定，在波纹管顺利安装到位后，移除插销钢环弹开后固定波纹管位置。

5.浇筑混凝土芯桩1。桩身混凝土宜使用设计要求强度等级的预拌混凝土，浇筑前应检测其坍落度并按规定每根桩至少留置一组试块。用溜槽加串桶向井内浇筑，混凝土的落差不大于2m如用泵送混凝土时，可直接将混凝土泵出料口移入孔内投料。桩孔深度超过12m时宜采用混凝土导管连续分层浇灌，振捣密实。

6.浇筑纤维混凝土保护层3，所述纤维混凝土保护层3中的粗骨料粒径优选为5～20mm；所述碎石的含泥量优选≤1.0％，泥块含量优选≤0.5％，针、片状含量优选≤10％；本实施例对所述纤维混凝土的强度等级和流动性无任何特殊的限定，满足设计和施工要求即可。

7.注浆，注浆体5所用注浆体组分包括水泥、细骨料、减水剂、膨胀剂和水；本实施例对减水剂和膨胀剂的种类无特殊的限定。在本实施例中，所述注浆体按重量份计，所述减水剂占所述注浆体中水泥用量的质量百分比优选为1～2％。膨胀剂占注浆体中水泥用量的质量百分比优选为6～8％。注浆体的水灰比优选为0.8。注浆压力推荐采用0.4～2Mpa。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。